(57)【要約】【課題】放電灯のランプ電圧波形及びランプ電流波形の歪みを抑えることができる放電灯駆動装置を提供する。【解決手段】放電灯駆動装置１において、放電灯２Ａにそれぞれ接続され、放電灯２Ａを点灯させるための点灯周波数範囲の最小周波数より各々の共振周波数が小さくなる第１トランス４Ａ及び第２トランス４Ｂと、点灯周波数範囲内の周波数に基づいて、第１トランス４Ａ及び第２トランス４Ｂをそれぞれ駆動する第１ハーフブリッジ回路５Ａ及び第２ハーフブリッジ回路５Ｂとを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電灯にそれぞれ接続され、前記放電灯を点灯させるための点灯周波数範囲の最小周波数より各々の共振周波数が小さくなる第１トランス及び第２トランスと、
前記点灯周波数範囲内の周波数に基づいて、前記第１トランス及び前記第２トランスをそれぞれ駆動する第１ハーフブリッジ回路及び第２ハーフブリッジ回路と、
を備えることを特徴とする放電灯駆動装置。
【請求項２】
前記第１トランス及び前記第２トランスの各々の結合係数は０．４から０．７の範囲内であることを特徴とする請求項１記載の放電灯駆動装置。
【請求項３】
前記第１トランス及び前記第２トランスの各々の共振周波数は前記点灯周波数範囲の最小周波数より５ｋＨｚ以上小さいことを特徴とする請求項１記載の放電灯駆動装置。
【請求項４】
前記放電灯を備えることを特徴とする請求項１、２又は３記載の放電灯駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電灯駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
放電灯駆動装置は、例えば、携帯情報端末、コンピュータ及びテレビ等に使用する液晶表示装置用のバックライト装置として用いられている。この放電灯駆動装置は、例えば、外部電極放電灯（ＥＥＦＬ：External Electrode Fluorescent Lamp）や平面型冷陰極放電灯（例えば、平面型蛍光ランプ）等の放電灯と、その放電灯を点灯させるインバータ回路とを備えている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００３】
インバータ回路は、放電灯にそれぞれ接続される一対のトランスと、それらのトランスをそれぞれ駆動する一対の駆動回路と、それらの駆動回路を制御する制御回路とにより構成されている。駆動回路は、例えば、２つのトランジスタを有するハーフブリッジ回路である。このような放電灯駆動装置では、制御回路により制御信号が駆動回路の各トランジスタのゲートにそれぞれ供給され、各トランジスタのオン／オフが制御される。これにより、各トランジスタのドレイン電圧波形は矩形波になり、このドレイン電圧波形に応じて一対のトランスが駆動される。これらのトランスによりランプ電圧が放電灯に印加され、ランプ電流が流れ、放電灯が点灯する。
【０００４】
ここで、一対のトランスとしては、図９に示すように、共振点Ｋ１、すなわち共振周波数（約９０ｋＨｚ）が点灯周波数範囲Ｈ１（５０ｋＨｚ〜７０ｋＨｚ）より高くなるトランスが用いられている。この点灯周波数範囲Ｈ１は、放電灯を点灯させるための周波数範囲であって、実際にトランスを使用する実使用範囲である。なお、放電灯の点灯周波数が５０ｋＨｚである場合には、ランプ電圧及びランプ電流は図１０に示すような波形になり、放電灯の点灯周波数が約７０ｋＨｚである場合には、ランプ電圧及びランプ電流は図１１に示すような波形になる。
【特許文献１】特開平７−３２２６１１号公報
【特許文献２】特開平８−２５１９２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述の放電灯駆動装置では、共振周波数が点灯周波数範囲Ｈ１の最大周波数より大きくなるトランスを用いるため、図１０及び図１１に示すように、ランプ電圧波形及びランプ電流波形は歪んでしまう（図１０及び図１１中に示す一点鎖線の丸部分参照）。特に、図１０に示すランプ電圧波形及びランプ電流波形は正弦波になっておらず、それらの波形の歪みは顕著である。また、図１１に示すランプ電圧波形及びランプ電流波形は正弦波に近づいており、それらの波形の歪みは、図１０に示すランプ電圧波形及びランプ電流波形に比べて小さくなっているが、それでも部分的に発生している。このため、フリッカ（ちらつき）等が発生してしまい、さらに、放電灯駆動装置を備える表示装置にノイズ等の悪影響を与えてしまう。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、放電灯のランプ電圧波形及びランプ電流波形の歪みを抑えることができる放電灯駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施の形態に係る特徴は、放電灯駆動装置において、放電灯にそれぞれ接続され、放電灯を点灯させるための点灯周波数範囲の最小周波数より各々の共振周波数が小さくなる第１トランス及び第２トランスと、点灯周波数範囲内の周波数に基づいて、第１トランス及び第２トランスをそれぞれ駆動する第１ハーフブリッジ回路及び第２ハーフブリッジ回路とを備えることである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、放電灯のランプ電圧波形及びランプ電流波形の歪みを抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態について図１ないし図６を参照して説明する。
【００１０】
図１及び図２に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る放電灯駆動装置１は、光を照射するランプ部２及びそのランプ部２を点灯させるインバータ回路３を備えている。
【００１１】
ランプ部２は、複数の放電灯２Ａ（図２参照）により構成されている。これらの放電灯２Ａはそれぞれ並列に接続されている。放電灯２Ａとしては、例えば外部電極放電灯（ＥＥＦＬ）等を用いる。この放電灯２Ａは、内面に蛍光体を有しガスが封入されたガラス管２ａ及びそのガラス管２ａの両端の外面に設けられた一対の電極２ｂにより構成されている。
【００１２】
インバータ回路３は、ランプ部２の各放電灯２Ａにそれぞれ接続された一対の第１トランス４Ａ及び第２トランス４Ｂと、それらの第１トランス４Ａ及び第２トランス４Ｂをそれぞれ駆動する一対の第１駆動回路５Ａ及び第２駆動回路５Ｂと、それらの第１駆動回路５Ａ及び第２駆動回路５Ｂを制御する制御回路６とにより構成されている。なお、第１駆動回路５Ａ、第２駆動回路５Ｂ及び制御回路６は直流電源ＶＤＤに接続されている。
【００１３】
第１トランス４Ａ及び第２トランス４Ｂは、磁心となるコア（図示せず）と、そのコアに巻回された１次巻線４ａと、コアに巻回された２次巻線４ｂとによりそれぞれ構成されている。２次巻線４ｂの巻数は１次巻線４ａの巻数より多い。これにより、第１トランス４Ａ及び第２トランス４Ｂは昇圧用のトランスとなり、１次巻線４ａが低圧側となり、２次巻線４ｂが高圧側となる。第１トランス４Ａ及び第２トランス４Ｂの各１次巻線４ａは、一対の第１駆動回路５Ａ及び第２駆動回路５Ｂにそれぞれ接続されており、第１トランス４Ａ及び第２トランス４Ｂの各２次巻線４ｂは、各放電灯２Ａの電極２ｂにそれぞれ接続されている。
【００１４】
第１駆動回路５Ａ及び第２駆動回路５Ｂは、Ｐチャネルのトランジスタ５ａ及びＮチャネルのトランジスタ５ｂを有するハーフブリッジ回路によりそれぞれ構成されている。Ｐチャネルのトランジスタ５ａとしては、例えばＰＭＯＳ型の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を用い、Ｎチャネルのトランジスタ５ｂとしては、例えばＮＭＯＳ型の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を用いる。このような第１駆動回路５Ａ及び第２駆動回路５Ｂは、直流電源ＶＤＤからの直流電圧を交流電圧、すなわち高圧高周波の交流電圧に変換し、第１トランス４Ａ及び第２トランス４Ｂに供給する。
【００１５】
第１駆動回路５ＡのＰチャネルのトランジスタ５ａは、そのソースを直流電源ＶＤＤに接続し、そのゲートを制御回路６に接続し、そのドレインを第１トランス４Ａの１次巻線４ａに接続することによって設けられている。また、第１駆動回路５ＡのＮチャネルのトランジスタ５ｂは、そのソースを接地し、そのゲートを制御回路６に接続し、そのドレインを第１トランス４Ａの１次巻線４ａに接続することによって設けられている。
【００１６】
同様に、第２駆動回路５ＢのＰチャネルのトランジスタ５ａも、そのソースを直流電源ＶＤＤに接続し、そのゲートを制御回路６に接続し、そのドレインを第２トランス４Ｂの１次巻線４ａに接続することによって設けられている。また、第２駆動回路５ＢのＮチャネルのトランジスタ５ｂは、そのソースを接地し、そのゲートを制御回路６に接続し、そのドレインを第２トランス４Ｂの１次巻線４ａに接続することによって設けられている。
【００１７】
制御回路６は制御ＩＣ（集積回路）により構成されている。この制御回路６は、ランプ部２の各放電灯２Ａのランプ電圧波形及びランプ電流波形（例えば振幅及び周波数等）を一定に保つように第１駆動回路５Ａ及び第２駆動回路５Ｂを制御する。なお、制御回路６は、第１駆動回路５Ａ及び第２駆動回路５Ｂに対して矩形波を出力する発振回路として機能する。
【００１８】
ここで、このような放電灯駆動装置１における第１トランス４Ａ及び第２トランス４Ｂの共振特性を取得する。なお、共振特性を取得するため、図３に示すように、直流電源ＶＤＤと第１トランス４Ａ及び第２トランス４Ｂとの間には、第１トランス４Ａ及び第２トランス４Ｂに対する入力電流を計測する電流計１１が接続される。また、第１トランス４Ａと各放電灯２Ａとの間には、放電灯２Ａのランプ電圧（ランプ電圧波形）を計測するための電圧プローブ１２ａ及び放電灯２Ａのランプ電流（ランプ電流波形）を計測するための電流プローブ１２ｂを有するオシロスコープ１２が接続される。
【００１９】
さらに、第１駆動回路５Ａのトランジスタ５ａのゲート及び第２駆動回路５Ｂのトランジスタ５ａのゲートには、信号ＦＧ１が入力され、第１駆動回路５Ａのトランジスタ５ｂのゲート及び第２駆動回路５Ｂのトランジスタ５ｂのゲートには、信号ＦＧ２が入力される。
【００２０】
信号ＦＧ１は、図４に示すように、矩形波の信号であり、デューティ（ＤＵＴＹ）比は５５％である。信号ＦＧ２も、図４に示すように、矩形波の信号であり、デューティ（ＤＵＴＹ）比は４５％である。これらの信号ＦＧ１及び信号ＦＧ２の周波数が変更されて第１駆動回路５Ａ及び第２駆動回路５Ｂに入力され、その変更の都度、入力電流が電流計１１により測定される。
【００２１】
このようにして、図５に示すような第１トランス４Ａ及び第２トランス４Ｂの共振特性、すなわち周波数と入力電流との関係が取得される。ここで、放電灯２Ａの点灯周波数範囲Ｈ１は、例えば５０ｋＨｚ〜７０ｋＨｚである。この点灯周波数範囲は、放電灯２Ａを点灯させるための周波数範囲であって、実際に第１トランス４Ａ及び第２トランス４Ｂを使用する実使用範囲である。
【００２２】
第１トランス４Ａ及び第２トランス４Ｂは、図５に示すように、共振点Ｋ１、すなわち共振周波数（約４４ｋＨｚ）が放電灯２Ａの点灯周波数範囲Ｈ１（５０ｋＨｚ〜７０ｋＨｚ）の最小周波数（５０ｋＨｚ）より小さくなるトランスである。特に、第１トランス４Ａ及び第２トランス４Ｂの各々の共振周波数は点灯周波数範囲Ｈ１の最小周波数より５ｋＨｚ以上小さい。すなわち、共振周波数と点灯周波数範囲Ｈ１の最小周波数との差ｈは５ｋＨｚ以上になる（ｈ≧５ｋＨｚ）。なお、第１トランス４Ａ及び第２トランス４Ｂの各々の結合係数は、例えば０．４から０．７の範囲内（０．４以上０．７以下の範囲内）にある。これにより、共振周波数は、例えば約４４ｋＨｚになり、放電灯２Ａの点灯周波数範囲Ｈ１の最小周波数より小さくなる。
【００２３】
このような放電灯駆動装置１では、制御回路６により制御信号が第１駆動回路５Ａ及び第２駆動回路５Ｂの各々のトランジスタ５ａのゲート及びトランジスタ５ｂのゲートにそれぞれ供給され、それられのトランジスタ５ａ及びトランジスタ５ｂのオン／オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）が制御される。これに応じて、第１駆動回路５Ａ及び第２駆動回路５Ｂの各々のトランジスタ５ａ及びトランジスタ５ｂのドレイン電圧波形は矩形波になる。このドレイン電圧波形に応じて、第１トランス４Ａ及び第２トランス４Ｂが駆動する。
【００２４】
ここで、例えば、放電灯２Ａの点灯周波数が５０ｋＨｚである場合には、ランプ電圧及びランプ電流は、図６に示すような波形になる。この波形歪がないランプ電圧及びランプ電流がランプ部２の各放電灯２Ａに供給され、全ての放電灯２Ａは安定して並列点灯する。
【００２５】
以上説明したように、本発明の第１の実施の形態によれば、点灯周波数範囲Ｈ１の最小点灯周波数より共振周波数が小さくなる第１トランス４Ａ及び第２トランス４Ｂを用いることによって、共振周波数と点灯周波数範囲Ｈ１との大小関係が制御され、ランプ電圧波形及びランプ電流波形は歪がない正弦波となるので、放電灯２Ａのランプ電圧波形及びランプ電流波形の歪みを抑えることができる。その結果として、フリッカ等の発生を防止することができ、さらに、ランプ電圧波形及びランプ電流波形の歪みに起因して表示装置で発生するノイズ等の悪影響を抑えることができる。
【００２６】
また、第１トランス４Ａ及び第２トランス４Ｂの各々の結合係数が０．４から０．７の範囲内であることから、共振周波数が例えば約４４ｋＨｚになり、点灯周波数範囲が５０ｋＨｚ〜７０ｋＨｚである場合には、放電灯２Ａの点灯周波数範囲の最小点灯周波数より共振周波数を小さくすることが可能なるので、放電灯２Ａのランプ電圧波形及びランプ電流波形の歪みを確実に抑えることができる。
【００２７】
さらに、第１トランス４Ａ及び第２トランス４Ｂの各々の共振周波数が点灯周波数範囲Ｈ１の最小周波数より５ｋＨｚ以上小さいことから、共振点Ｋ１の付近で急峻になる入力電流を使用することがなくなり、周波数変動に応じた急激な変化により生じる入力電流のバラツキを抑えることが可能になるので、放電灯２Ａのランプ電圧波形及びランプ電流波形の歪みをより確実に抑えることができる。
【００２８】
また、第１駆動回路５Ａ及び第２駆動回路５Ｂとしてハーフブリッジ回路を用いることによって、フルブリッジ回路に比べ部品点数が減少するので、製造工程の簡略化及び低価格化を実現することができる。
【００２９】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態について図７及び図８を参照して説明する。
【００３０】
本発明の第２の実施の形態では、本発明の第１の実施の形態と異なる部分について説明する。なお、第１の実施の形態で説明した部分と同一部分は同一符号で示し、その説明は省略する。
【００３１】
図７及び図８に示すように、本発明の第２の実施の形態では、ランプ部２が平面型の放電灯２Ｂにより構成されている。
【００３２】
放電灯２Ｂは、放電媒体を収容する放電容器２１と、その放電容器２１の外面の端部にそれぞれ設けられた一対の外部電極２２ａ、２２ｂとを備えている。放電容器２１は、透光性を有するガラス等の前面基板２１ａと、その前面基板２１ａとの間に複数の放電空間Ｋを形成する背面基板２１ｂとから構成されている。
【００３３】
前面基板２１ａは、例えば平板状に形成されている。背面基板２１ｂは、フリットガラス２３により前面基板２１ａに封着されており、前面基板２１ａとの間に各放電空間Ｋを形成している。これらの前面基板２１ａ及び背面基板２１ｂの内側には、蛍光層２４が設けられている。この蛍光層２４は、放電により放電媒体から放射される紫外線を可視光に変換する。
【００３４】
各放電空間Ｋは、例えば断面台形状に形成されている。これらの放電空間Ｋには、放電媒体がそれぞれ封入されている。この放電空間Ｋの大きさは、ランプの始動電圧、管電圧及び光量に応じて設定されている。なお、放電媒体としては、例えば、水銀蒸気、キセノン、クリプトン、アルゴン、ネオン及びヘリウム等の気体を単独もしくは２種類以上混合して用いる。
【００３５】
一対の外部電極２２ａ、２２ｂは、例えば帯状にそれぞれ形成されている。これらの外部電極２２ａ、２２ｂは、前面基板２１ａの端部であって対向する端部にそれぞれ位置付けられ、各放電空間Ｋが並ぶ方向に沿ってそれぞれ設けられている。一対の外部電極２２ａ、２２ｂは、導電性接着剤により前面基板２１ａの表面上にアルミニウム等の導電性テープを固定したり、スクリーン印刷等により前面基板２１ａの表面上に導電性ペーストを塗布したりすることによって、前面基板２１ａの表面上に形成されている。また、一対の外部電極２２ａ、２２ｂは第１トランス４Ａ及び第２トランス４Ｂにそれぞれ電気的に接続されており、これらの外部電極２２ａ、２２ｂには、第１トランス４Ａ及び第２トランス４Ｂにより電圧が印加される。
【００３６】
以上説明したように、本発明の第２の実施の形態によれば、本発明の第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。特に、平面型の放電灯２Ｂを用いた場合でも、放電灯２Ｂのランプ電圧波形及びランプ電流波形の歪みを抑えることができる。その結果として、フリッカ等の発生を防止することができ、さらに、ランプ電圧波形及びランプ電流波形の歪みに起因して表示装置で発生するノイズ等の悪影響を抑えることができる。
【００３７】
（他の実施の形態）
なお、本発明は、前述の実施の形態に限るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。
【００３８】
例えば、前述の実施の形態においては、放電灯２Ａ、２Ｂとして外部電極を有する外部放電灯を用いているが、これに限るものではなく、例えば、内部電極を有する放電灯を用いるようにしてもよい。
【００３９】
また、前述の実施の形態においては、各種の数値を挙げているが、それらの数値は例示であり、限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る放電灯駆動装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す放電灯駆動装置の概略構成を示す回路図である。
【図３】図１に示す放電灯駆動装置が備える各トランスの共振特性を測定する測定回路を示す回路図である。
【図４】図３に示す測定回路の測定用信号を示す説明図である。
【図５】図３に示す測定回路により得られた各トランスの共振特性を示す説明図である。
【図６】図５に示すＡ１の点灯周波数による放電灯のランプ電圧及びランプ電流を示す説明図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る放電灯駆動装置が備えるランプ部の概略構成を示す斜視図である。
【図８】図７に示すランプ部の断面斜視図である。
【図９】共振周波数が点灯周波数範囲よりも大きい場合の各トランスの共振特性を示す説明図である。
【図１０】図９に示すＢ１の点灯周波数による放電灯のランプ電圧及びランプ電流を示す説明図である。
【図１１】図９に示すＢ２の点灯周波数による放電灯のランプ電圧及びランプ電流を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４１】
１        放電灯駆動装置
２Ａ      放電灯
２Ｂ      放電灯
４Ａ      第１トランス
４Ｂ      第２トランス
５Ａ      第１ハーフブリッジ回路（第１駆動回路）
５Ｂ      第２ハーフブリッジ回路（第２駆動回路）
Ｈ１      点灯周波数範囲
Ｋ１      共振周波数（共振点）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2007323855.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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